Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Digitalizace péče o nástroje ve firmě Astra Motor

Dostal jsem pozvání k exkurzi do firmy Astra Motor, kde právě zavádějí nový systém digitalizované přípravy výroby, vyvinutý pro ně firmou Unicorn Systems. Jenže přišlo vyhlášení nouzového stavu a cesta se neuskutečnila. Protože jsem o projektu už dříve slyšel a považuji jej za velmi zajímavý, dohodl jsem se s pracovníky z obou firem alespoň na internetovém rozhovoru. 

Na telefonu vítám Ing. Jana Keprdu, jednatele firmy Astra Motor, a Ing. Karla Pešku, ředitele produkčního streamu firmy Unicorn Systems.

Dovolte, abych na začátek představil obě firmy: Astra Motor je brněnská firma, která už devatenáct let vyrábí přesné nástroje pro vrtání, vystružování, závitování, navrtávání, zahlubování, hloubkové a stupňovité vrtání, tvarové či produktivní frézování, mikroobrábění a podobné druhy obrábění (obr. 1). Specializuje se na výrobu nástrojů na míru, měsíčně vyrobí více než čtyři tisíce nástrojů a u pěti tisíc nástrojů se postará o jejich servis. Unicorn Systems je evropská firma s českými kořeny, která vyvíjí, dodává a provozuje informační a komunikační systémy a řešení. Na trhu působí již od roku 1990 a za tu dobu vytvořila stovky špičkových a rozsáhlých řešení, která jsou rozšířena a užívána v různých odvětvích. Naši čtenáři ji jistě znají z oborů energetiky, správy rozvodných sítí, ale i průmyslové výroby. Má však mnoho zákazníků i z oborů bankovnictví, pojišťovnictví, obchodu nebo veřejné správy.

 

Výchozí stav: složky s papírovou dokumentací

Pane Keprdo, můžete mi prozradit, s jakým problémem jste se ve firmě potýkali? Jaký byl výchozí a cílový stav?

Jan Keprda: Naše firma dělá servis obrovského množství nástrojů a měli jsme problém s tím, že ke každému nástroji existovala papírová složka, kam se zaznamenávalo, co je to za nástroj, co se s nástrojem dělo, kolikrát už byl nabroušen a mnoho dalších informací potřebných k tomu, abychom dokázali o nástroj správně pečovat a zákazníci byli spokojeni. Proto jsem už dlouho uvažoval o tom, že by se tato dokumentace měla digitalizovat, ale nemohli jsme najít nikoho, kdo by si s našimi požadavky poradil. Šlo mi o to, aby v okamžiku, kdy nástroj identifikujeme, byly dostupné všechny informace, aniž bychom museli prohledávat archiv. Současně bylo naším požadavkem, aby ten, kdo má nástroj v ruce, podle své role dostal specifické zadání, co a jak s ním má udělat, než ho pošle dál. Zní to velmi jednoduše, ale bavíme se o několika tisících nástrojů měsíčně a stovkách tisíc nástrojů celkem.

Když pracovník dostal do ruky nástroj, musel ho identifikovat, potom v dokumentaci vyhledat, co s ním má dělat, udělat to a operaci do dokumentace zaznamenat. Jde-li o malou dílničku, kde brusič naostří několik nástrojů denně, je to přijatelná režie, ale u takového počtu nástrojů, o které se staráme my, už je to neúnosné.

Každý nástroj při broušení ubývá. Proto je dán počet povolených přebroušení. Jenže skutečnost se může od statistických údajů lišit a nástroj může překročit některou z tolerancí dříve. Proto se do dokumentace ukládají skutečné hodnoty z výstupní kontroly, abychom věděli, že konkrétní nástroj už k dalšímu broušení nemáme pouštět. To je současně parametr důležitý pro zákazníky, aby věděli, kolik nástrojů již je na limitu životnosti, a aby mohli včas objednat nové.

To byly základní cíle. Zvyšování produktivity práce, sledování vytížení strojů, procesní stabilita výroby – sledování teploty, tlaku, práce vzduchotechniky, stavu filtrů, dilatace strojů, rozměrové stability nástrojů a tak dále – to už je všechno vyšší úroveň. Potom můžeme analyzovat, proč nám některé parametry začnou „utíkat“, a včas reagovat.

 

Sledování teploty a dilatací – to znamená, že jde o velmi přesnou výrobu, že ano?

Jan Keprda: Nástroje, které vyrábíme a brousíme, mají přesnost v jednotkách mikrometrů. Zde už je sledování teplotních změn nutností.

 

Identifikace nástrojů

Pane Keprdo, zmínil jste, že nástroj je třeba identifikovat. Jakou identifikační metodu používáte?

Jan Keprda: Zvolili jsme kombinaci QR kódu a číselného značení. Problém je, že povrch nástroje je zrcadlově lesklý a na takovém povrchu je QR kód špatně čitelný. Proto jsme si museli koupit speciální a poměrně drahé čtečky, které si se čtením z takového povrchu poradí. Takže když k nám nástroj přijde poprvé, vypálíme na něj kód a příště už ho dokážeme identifikovat.

Vzhledem k ceně čteček ale QR kód čteme jen na vstupu. Potom se nástroj uloží na paletu a v podnikové databázi dokážeme sledovat, na které paletě se nástroj nachází, kde se paleta s nástrojem pohybuje a kam se má přemístit.

 

Údaje o nástrojích uložené v databázi jsou přístupné pouze vám, nebo i vašim zákazníkům?

Jan Keprda: Prozatím jenom nám. Systém je velmi mladý a ještě jsme nezjišťovali, jaký zájem by ze strany zákazníků byl. Předpokládám, že v budoucnu si budou moci zákazníci vyžádat část údajů o svých nástrojích, ale kompletní dokumentace by měla zůstat jen pro nás.

 

První zkušenosti

Říkáte, že systém je velmi mladý. Jak mladý? Kdy byl uveden do provozu?

Jan Keprda: Za měsíc už to bude měsíc. Systém byl dosud ve zkušebním provozu, ale už jsme s ním pracovali na ostrých zakázkách, ne jenom simulovaných. Do plného provozu byl uveden koncem března. V průběhu zkušebního provozu jsme odlaďovali některé drobnosti, ale žádné závažné nedostatky jsme neodhalili.

 

Jak jste se potkali s firmou Unicorn a proč jste oslovili právě ji?

Jan Keprda: Unicorn tuto zakázku dostal, protože vyhrál výběrové řízení. Tento projekt spolufinancovalo ministerstvo průmyslu a obchodu z programu Inovace – výzva V. První kontakt s firmou Unicorn byl na konferenci pořádané jihomoravským sdružením Industry Cluster 4.0 – tuším, že v roce 2017. Tehdy jsme se konference účastnili ještě jako hosté, dnes už jsme členy.

Měli jsme několik nabídek, ale protože to není úplně standardní úloha, ze všech nakonec zbyl jediný Unicorn. Mnoho aktivit kolem průmyslu 4.0 je určeno pro velké firmy, ale najít řešení pro naši malosériovou výrobu není snadné. Troufám si tvrdit, že to, co udělal Unicorn, je unikátní, protože cílem podobných systémů je většinou zkrátit čas výroby a zrychlit výrobní operace, ale o to nám nešlo – my jsme potřebovali podporu technické přípravy výroby, zpracování dokumentace a dalších pomocných operací.

Dovedu si představit, že v malé firmě se tohle všechno dělá na papíře nebo v tabulkovém editoru, ale s tím, jak roste objem výroby, přestává tento systém stačit. Zvlášť když nejde o péči o běžné nástroje, ale o nástroje speciální.

Jan Keprda: Pro velké firmy dodávající obráběcí nástroje je ostření služba, kterou sice nabízejí, ale neživí je to – právě proto, že je s tím spojená velká režie. A budou se bránit, když budete chtít naostřit nástroje, které sami nevyrobili. Ne že by to neuměli, ale nevyplatí se jim to. My jsme se rozhodli, že to u nás změníme a zapracujeme na zvýšení efektivity všech procesů spojených s ostřením a budeme nabízet kvalitní servis i cizích nástrojů za přijatelnou cenu.

Ovšem brzy jsme přišli na to, že bez digitalizace to prostě nepůjde. Bez ní jsme na režijních časech u jednoho nástroje strávili skoro stejnou dobu, jakou potřebujeme na jeho naostření. Ukazuje se, že digitalizací jsme schopni zkrátit tento neproduktivní čas až o 90 %.

 

Můžu se zeptat, jak se vlastně takové nástroje brousí? Umím nabrousit vrták, ale tím končím.

Jan Keprda: V principu stejně, jen místo jednoho kotouče a vašich rukou používáme pětiosé CNC brusky. V podstatě potřebujete velmi přesnou brusku, kterou nástroj naostříte, a velmi přesný měřicí přístroj, kterým změříte, jak jste nástroj nabrousili. A k tomu spoustu dalších zařízení k zajištění stability procesů.

 

Postup vývoje a popis řešení

Pane Peško, můžete prosím popsat řešení, které jste pro firmu Astra Motor navrhli? Jakou platformu jste při návrhu řešení použili?

Karel Peška: Jako základ jsme použili platformu Digitální pracoviště 4.0, kterou jsme vyvinuli v Unicornu. Je to plně cloudové řešení, složené z modulů, které obsluhují jednotlivé oblasti procesu výroby, ať je to plánování výroby, sledování vytíženosti stroje, sledování a řízení pracovníka u stroje, nebo technická příprava výroby, která je u tohoto konkrétního projektu to nejdůležitější. Zde jsme plně zdigitalizovali celý proces příjmu a identifikace nástroje, vyhledávání a ukládání informací o něm. Každý vrták, fréza nebo jiný nástroj, který se ve firmě Astra Motor brousí, tak získá svou digitální stopu, takže víme, jak se má brousit, kdy a jak už byl broušen, můžeme spočítat, kolik nástrojů u konkrétního zákazníka je možné ještě nabrousit a za kolik už je třeba pořídit náhradu.

Základem platformy Digitálního pracoviště 4.0 je Unicorn Application Framework. Systém je plně responzivní, takže jej lze zobrazit na jakémkoliv zařízení, které má displej, procesor a dostatečnou operační paměť (obr. 3).

 

Jak probíhal vývoj a jaká byla spolupráce se zákazníkem?

Karel Peška: Na začátku byla pochopitelně důkladná analýza, kde jsme společně se zákazníkem vytvořili implementační studii, kterou jsme potom zrealizovali. Na obou stranách byly vytvořeny týmy, které se projektu věnovaly. Za nás to byl analytik, softwarový architekt a vývojáři, kteří plnili požadavky Astry Motor. Postupovali jsme iterativně – postupně jsme vytvářeli a předváděli zákazníkovi demoaplikace, vyslechli si jeho připomínky, aplikaci upravili a nakonec si definitivní verzi schválili.

 

Jak dlouho celý vývoj trval?

Karel Peška: Začali jsme v červnu 2019 a systém se do provozu uvádí právě nyní. Takže zhruba deset měsíců.

Jan Keprda: Upřesňuji, že v červnu 2019 bylo uzavřeno výběrové řízení. Už před tím na projektu pracovalo několik firem: seznamovaly se s naším zadáním a vytvářely nabídky. To bylo v první půlce roku 2019. Od června jsme už spolupracovali jen s firmou Unicorn.

Ovšem já jsem o zadání úlohy začal přemýšlet už mnohem dříve, hledal jsem podobné projekty a firmy, které by mohly být schopné pro nás systém navrhnout a uvést do provozu. Takže to není tak, že bychom se rozhodli, že budeme naši výrobu digitalizovat, a za tři čtvrtě roku měli hotovo. Myslím, že na podobný projekt by si firma měla vyhradit optimálně zhruba dva roky. Zároveň musím říci, že v těch závěrečných deseti měsících se nám velmi osvědčila práce podle metodiky agilního řízení. Bez toho bychom pravděpodobně projekt v tak krátké době nerealizovali.

 

Pane Peško, jaký je rozdíl mezi prací pro velkou firmu a pro menší podnik, jako je Astra Motor?

Karel Peška: Unicorn má tak široké portfolio, že našimi zákazníky jsou jak největší evropské výrobní, energetické společnosti či banky, tak malý český živnostník či lékař s vlastní ordinací. Malá firma dokáže být obvykle mnohem flexibilnější a mnohem rychleji reaguje na změny. Velká firma zase mívá lépe zpracované postupy řízení projektu a má tým lidí, který se stará o implementaci systémů, které navrhujeme. Velké firmy mají také sestavený projektový tým, s nímž spolupracujeme. Mají jasné zadání a požadují konkrétní věci. Celý proces je u velké společnosti robustnější než u malé firmy, ale na druhou stranu od velké firmy nelze čekat rychlá operativní rozhodnutí. Malá firma je ve spolupráci mnohem agilnější, rozhodnutí se přijímají snáze a rychleji. To snižuje úsilí a zkracuje dobu vývoje.


Pane Keprdo, jak jste s navrženým řešením spokojeni? Plánujete jeho další rozvoj?

Jan Keprda: Jak jsem uvedl, právě končí zkušební provoz, takže teprve zjišťujeme, co všechno systém umí, a postupně si asi budeme vymýšlet, o co bychom ho mohli doplnit. Věcí, které by systém mohl umět, je spousta, ale musíme uvažovat o návratnosti investic. Systém nemáme proto, že se nám hrozně líbí, ale musí se nám vyplatit – jednak konkrétně vyčíslitelnými úsporami, jednak tím, že dokážeme zákazníky lépe obsloužit a oni se k nám budou vracet.

Takže v této fázi je vaše otázka trochu předčasná. Ano, systém se bude vyvíjet, ale na odpověď, kterým směrem půjde jeho vývoj, o co ho budeme doplňovat a jaké funkce se budou přidávat, je opravdu ještě brzy.

Karel Peška: K tomu bych ještě dodal, že malé firmy v ČR obvykle nejsou příliš zvyklé investovat do údržby softwaru a jeho rozvoje. Firma Astra Motor je příkladná v tom, že počítá s tím, že další rozvoj bude třeba. Velké firmy častěji počítají s tím, že zhruba stejnou částku, kterou investují do nového softwarového systému, zaplatí v nejbližších třech letech za jeho další rozvoj. Informační systém není stroj, jehož funkce je od počátku jasně daná. Je to živý systém, který se postupně rozvíjí podle požadavků, jež vyplývají z praktického používání.

 

Klastr Industry 4.0

Obě vaše firmy, Astra Motor i Unicorn, jsou členy sdružení Industry Cluster 4.0. Uvedli jste, že jste se na konferenci, kterou klastr pořádal, setkali. Pomohl vám klastr s tímto projektem ještě jinak?

Jan Keprda: Klastr je sdružení firem, které mají společný zájem na zavádění digitalizace a průmyslu 4.0. Je to platforma, kde se firmy potkávají. A právě s tím nám členství v klastru pomáhá. Konkrétně v tomto projektu jsme díky klastru potkali firmu Unicorn, ale i další firmy, s nimiž jsme se mohli bavit o digitalizaci, mohli jsme navštívit firmy, které už digitalizací prošly, a když to byly firmy jiné velikosti nebo z jiného oboru, díky klastru jsme získali spoustu informací. Hodně nám to pomohlo pochopit, co nám vlastně digitalizace může vyřešit a co vyřešit nemůže. Mohli jsme se poučit i z projektů, které nedopadly podle očekávání zadavatele. Jako zdroj znalostí a zkušeností je klastr opravdu velmi cenný.

 

Podnikání v době pandemie

Pane Keprdo, kdo jsou vlastně vaši zákazníci?

Jan Keprda: Sleduji tuto situaci velice bedlivě, protože velká část našich zákazníků je z oblasti automobilového průmyslu. Automobilový průmysl je motorem světové ekonomiky a česká ekonomika je na něm zvlášť závislá.

Kromě automobilového průmyslu máme zákazníky z oboru energetiky, letectví nebo těžkého průmyslu. Ale 50 % je automobilový průmysl. A nejedná se přímo jen o automobilky a jejich přímé dodavatele komponent. Jde třeba o nástrojářské firmy, které jim dodávají různé lisovací nástroje a tak dále. Takže krize automobilového průmyslu pro nás není dobrá zpráva.

 

Kromě krize v automobilovém průmyslu se v současné době světové hospodářství potýká s pandemií čínského koronaviru SARS-Cov-2. Pánové, jak tato pandemie dopadá na vaše firmy? Je pochopitelně těžké odhadnout, jak dlouho se ještě s pandemií budeme potýkat, ale vrátíme-li se do konce pololetí k běžnému režimu práce, počítáte s tím, že se změní poptávka a struktura vašich zákazníků? V jakém směru?

Karel Peška: Unicorn je digitální firma, jsme připraveni a můžeme pracovat odkudkoliv. Protože hodně věcí realizujeme ve virtuálním prostředí v cloudu, není problém, aby naši pracovníci pracovali z domova. Pro naše klienty i v této době pracujeme bez přerušení a bez omezení.

Domníváme se, že takováto mimořádná situace výrazně a trvale změní chování a myšlení mnoha firem. Očekáváme, že to hodně podpoří orientaci na automatizaci a digitalizaci. Firmy budou uvažovat o tom, kolik pracovníků opravdu musí být v závodě fyzicky přítomno a zda někteří z nich nemohou pracovat doma.

 

Myslíte, že to povede i k tomu, že se výroba z Asie začne vracet do Evropy a firmám, jako Astra Motor, přibude práce?

Jan Keprda: To se neodvažuji ani odhadovat. Dnes solidní predikce nahrazují hrubé odhady a možná spíš naše přání a touhy, jak bychom chtěli, aby to dopadlo. Velké nadnárodní firmy, které jsou zvyklé plánovat na rok nebo dva dopředu a které mají výhledové pětileté a delší plány rozvoje, najednou plánují na nejbližší tři týdny. Ani já se v této chvíli neodvažuji nic předpovídat. Jediné, čím jsem si jistý, je to, že potřeba digitalizace, která tu byla už před pandemií, se touto událostí ještě zesílí. Také u nás vidíme, že v případě, že bychom už měli firmu plně digitalizovanou, pracovníci, kteří se starají o přípravu výroby, mohou klidně pracovat z domova. V globalizovaném světě je nebezpečí šíření epidemií a pandemií velké a firmy na to budou muset reagovat. Digitalizace a práce na dálku mohou být jedněmi z řešení.

 

Pánové, děkuji vám oběma za rozhovor. Ani jsem vám nenabídl kávu, ale to jde po internetu docela obtížně, musíme si ji kaž­dý uvařit a vypít distribuovaně tam, kde právě jsme. Přeji vám hodně zdraví, opatrujte se a na shledanou.

 

(Rozhovor vedl Petr Bartošík.)

Obr. 1. Příklad sortimentu nástrojů od firmy Astra Motor

Obr. 2. Pětiosá bruska Saacke

Obr. 3. Systém od firmy Unicorn System je plně responzivní – lze jej zobrazovat na počítačovém terminálu stejně jako na tabletu